KR200360563Y1

KR200360563Y1 - 방독면용 정화통

Info

Publication number: KR200360563Y1
Application number: KR20-2004-0016353U
Authority: KR
Inventors: 권범근; 이인우
Original assignee: 이인우; 권범근
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2004-08-30

Abstract

본 고안은 광촉매와 자외선 조사에 따른 라디칼 발생과 직접적인 자외선 효과를 결합시켜 대기중에 포함되어 있는 유해한 물질을 제거함과 동시에 미생물을 살균하는 방독면용 정화통에 관한 것으로, 원통형상의 몸체(1)와; 상기 몸체(1)의 상하부에 고정되는 필터(2a, 2b)와; 상기 몸체(1) 내부의 일측면에 각각 고정되는 지지대(3a, 3b)와; 상기 지지대(3a, 3b)의 상측부에 일정 간격으로 고정 설치되는 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)와; 상기 지지대(3a, 3b)의 하측부에 일정 간격으로 램프(4a, 4b, 4c)들 사이에 고정 설치되는 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)와; 상기 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)와 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부(6a, 6b)와; 상기 몸체(1)의 하부에 고정 설치되어 방독면의 일측에 탈부착되는 결합부(7)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

방독면용 정화통{Manufacture of air purification cartridge}

본 고안은 방독면용 정화통에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 광촉매(예컨대, 산화철, 산화주석, 산화티타늄 등)와 자외선 조사에 따른 OH·라디칼(반응성이 아주 강력하며 이러한 화학적 성질은 산화환원전위에 바탕을 둔 현재 과학적으로알려진 모든 화학종 중에서 불소이온 다음으로 강력한 산화력을 발휘하는 것으로 알려진 물질)발생과 직접적인 자외선 효과를 결합시켜 방독면으로 흡입되는 공기에 포함되어 있는 유해물질 및 미생물을 제거하는 방독면용 정화통에 관한 것이다.

최근 일본의 도쿄지하철 사린(GB) 독가스 사건, 미국-이라크 전쟁, 미국내 탄저균테러 및 대구지하철 방화 등 다수의 전쟁과 사건들에서 볼 수 있듯이 전세계적으로 화학-생물무기의 제조 용이성으로 인해 임의적인 테러나 무기화의 가능성이 현저하게 증가하고 있는 실정이며, 또한 이들 유해성에 관한 심각한 피해도 많이 보고된 바 있다. 그 결과 인간 개개인의 인명에 대한 직접적인 피해를 유발할 소지가 얼마든지 존재하는 것이 바로 화학-생물무기를 이용한 전쟁과 테러이다. 반면에 우리의 일상이나 국방에서는 인체에 유해한 화학-생물무기를 이용한 테러에 대한 철저한 개개인의 대비가 부족한 실정이다.

따라서, 오염된 공기를 정화하기 위해서는 대기중에 포함되어 있는 인체에 유해한 물질 및 미생물을 정화하면서 동시에 보다 장기간 사용할 수 있는 안전한 인명 보호 장구로써 방독면용 정화통의 개발이 요구되어져 오고 있다.

종래의 유해가스 및 미생물을 제거하는 방독명용 정화통은 활성탄을 이용한 흡착 정화 기술이 대표적이다. 흡착 기술은 주로 대기에 존재하는 유해성분을 다공성 탄소화합물을 이용하여 흡착함으로써 직접적인 호흡기 기관을 통한 인체 유입을 막는 기술이다.

그러나, 이러한 종래의 기술은 1차로 흡착된 유해물질 및 미생물을 완전히 제거하지 못하고, 그 사용시간이 매우 짧기 때문에 일정한 주기로 활성탄을 교환해야 하는 단점이 있다.

또한, 교환된 활성탄을 폐기하거나 처분할 경우에 대량의 유해한 폐기물을 배출하며, 이러한 폐기물의 환경투입에 의한 2차 오염을 야기한다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 광촉매와 자외선 조사에 따른 OH·라디칼 발생과 직접적인 자외선 효과를 결합시켜 대기중에 포함되어 있는 유해한 물질을 제거함과 동시에 미생물을 살균함으로써 방독면용 정화통의 정화효율을 향상시키기 위한 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 소모품의 교체 없이 반영구적으로 방독면용 정화통을 사용할 수 있도록 함으로써 폐기물의 환경투입에 의한 2차 오염을 방지하기 위한 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 방독면을 착용한 사용자가 오염지역에서 호흡을 하는 경우 신속하게 정화된 공기를 사용자에게 공급함으로써 사용자의 호흡을 용이하게 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 방독면용 정화통을 도시한 단면도이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 담체를 도시한 분해 사시도이다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 담체를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 담체의 정화원리를 도시한 개략도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 몸체 2a, 2b : 필터

3a, 3b, 3c : 지지대 4a, 4b, 4c : 다수개의 램프

5a, 5b, 5c : 다수개의 담체 6 :전원공급부

7 : 결합부 11 : 평판

12a, 12b : 제 1금속층 13 : 제 2금속층

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 방독면용 정화통은 원통형상의 몸체와; 상기 몸체의 상하부에 고정되는 필터와;상기 몸체 내부의 일측면에 각각 고정되는 지지대와; 상기 지지대의 상측부에 일정 간격으로 고정 설치되는 다수개의 램프와; 상기 지지대의 하측부에 일정 간격으로 램프들 사이에 고정 설치되는 다수개의 담체와; 상기 다수개의 램프와 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 몸체의 하부에 고정 설치되어 방독면의 일측에 탈착되는 결합부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수개의 담체는 일정간격으로 규칙적으로 배열되어 있는 다수개의 구멍을 형성한 평판과, 상기 평판의 양면에 도포 되는 산화주석이나 산화철 등과 같은 제 1금속층과, 상기 제 1금속층의 어느 한쪽면에만 도포 되는 산화티타늄과 같은 제 2금속층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 방독면용 정화통에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 방독면용 정화통은 원통형상의 몸체(1)와, 상기 몸체(1)의 상하부에 고정되는 필터(2a, 2b)와, 상기 몸체(1) 내부의 일측면에 각각 고정되는 지지대(3a, 3b)와, 상기 지지대(3a, 3b)의 상측부에 일정 간격으로 고정 설치되는 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)와, 상기 지지대(3, 3b)의 하측부에 일정 간격으로 램프(4a, 4b, 4c)들 사이에 고정 설치되는 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)와, 상기 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)와 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부(6a, 6b)와, 상기 몸체(1)의 하부에 고정 설치되어 방독면의 일측에 탈부착되는 결합부(7)로 이루어져 있다.

필터(2a, 2b)는 대기중에 포함되어 있는 미세입자, 예컨대 먼지, 박테리아, 바이러스 등의 입자를 제거하는 헤파(High Efficiency Particulate Arrestor)필터 또는 울파(Ultra Low Penetration Absolute)필터를 사용하는 것이 바람직하다.

지지대(3a, 3b)는 몸체(1)의 상부에 설치되어 있는 필터(2a)를 통해 유입된 공기가 이동할 수 있도록 일정 간격의 통로를 형성한다.

다수개의 램프(4a, 4b, 4c)는 전원공급부(6a, 6b)에서 공급되는 전원에 의해 점등되며, 유효 파장 범위가 254(nm) ~ 365(nm)인 자외선 램프를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 다수개의 램프(4a, 40, 4c)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 3개로 한정되는 것은 아니라 상기 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)에 자외선을 효율적으로 조사하기 위해 다양한 형태로 변형될 수 있다.

다수개의 담체(5a, 5b, 5c)는 도 2 및 도3에 도시되어 있는 바와 같이 일정간격으로 규칙적으로 배열되어 있는 다수개의 구멍을 형성한 평판(11)과, 상기 평판(11)의 양면에 1차적으로 도포 되는 제 1금속층(12a, 12b)과, 상기 제 1금속층(12a, 12b)의 어느 한쪽면에만 도포 되는 제 2금속층(13)으로 이루어져 있다. 이때 평판(11)은 부도체인 플라스틱, 유리 등을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 제 1금속층(12)은 산화주석(SnO₂)이나 산화철(FeO₂)을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 제 2금속층(3)은 수십 나노미터(nm) 크기의 산화티타늄(TiO₂)을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 3개로 한정되는 것이 아니라 정화통의 용도, 정화 효율, 생산원가 등을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 담체(5a, 5b, 5c)의 정화원리를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 담체(50a, 50b, 50c)의 정화원리를 나타내는 개략도이며, 제 1금속층(12a, 12b)으로는 산화주석을 사용하였으며, 제 2금속층(13)으로는 산화티타늄을 사용하였다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 담체의 한쪽면에 입혀진 산화티타늄은 자외선 조사하에서 정공(hole, h+)과 전자(e-)를 형성하고, 생성된 정공은 공기중에 존재하는 수분을 분해하여 반응성이 아주 강한 화학종인 OH·라디칼(산화환원전위, 약 2.7[V])을 형성시켜 공기중 오염물질을 산화시키게 된다. 또한 형성된 전자들은 산화반응에 방해가 될 수 있기 때문에 산화주석을 이용하여 전자의 흐름을 원활히 함으로써 유입된 공기오염물질들은 생성된 전자(e-)들에 의해 음이온 형태로 담체 표면에서 환원된다. 즉, 정공과 전자의 재결합에 따른 반응성을 막고 환원과 산화를 반복하게 함으로써 오염물질의 정화효율을 향상시킨다.

전원공급부(6a, 6b)는 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)와 연결되어 각각의 램프에 전원을 공급하는 것으로 1차전지 뿐만 아니라 외부 전원을 충전하여 반영구적으로 사용할 수 있는 2차전지 등과 같은 배터리를 사용하는 것이 바람직하며, 이외에도 태양전지 등과 같은 다양한 형태의 배터리를 사용할 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안의 방독면용 정화통의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부의 공기가 몸체(1) 상부에 설치되어 있는 필터(2a)를 통해 흡입되면, 이 필터(2a)는 1차적으로 공기중에 포함되어 있는 입자성 물질(예컨대, 먼지, 박테리아, 바이러스 등)을 제거한다. 이후, 몸체(1) 상부에 설치되어 있는 필터(2a)를 통과한 공기는 몸체(1) 내부의 지지대(3a, 3b)에 고정 설치되어 있는 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)와 담채(5a, 5b, 5c)에 의해 형성된 달팽이관 형상의 통로를 따라 화살표 방향으로 이동하게 된다. 이때, 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)는 전원공급부(6)에서 공급되는 전원에 의해 점등되어 있으며, 이 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)는 다수개의 담채(5a, 5b, 5c)의 표면에 도포되어 있는 제 2금속층(13)에 자외선을 일정반경으로 각각 조사한다. 그리고, 제 2금속층(13)은 조사되는 자외선에 의해 정공과 전자를 형성하고, 이렇게 형성된 정공은 흡입된 공기중에 존재하는 수분을 분해하여 반응성이 아주 강한 화학종인 OH·라디칼을 형성한다. 따라서, 흡입된 공기중에 포함되어 있는 오염물질은 OH·라디칼에 의해 산화됨과 동시에 정공에 의해 또 다시 산화된다.

한편, 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)의 일측면에 형성되어 있는 제 1금속층(2a), 즉 제 2금속층(13)의 하부에 생성된 제 1금속층(12a)은 제 2금속층(13)에 자외선을 조사할 경우 생성된 전자들과 반응하므로 다수개의 전자들을 일측면의 제 1금속층(12a)으로 이동시키며, 이렇게 이동된 전자들은 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)의 타측면에 형성되어 있는 제 1금속층(12b)에 의해 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)의 평판(11)에 형성되어 있는 다수개의 구멍들을 통해 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)의 타측면으로 이동하게 된다. 이때, 이 전자들은 흡입된 공기중에포함되어 있는 유해물질들을 음이온형태로 담체 표면에 환원시켜 제거한다. 따라서, OH·라디칼과 정공의 산화반응을 방해하는 전자들은 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)의 양측면에 도포되어 있는 제 1금속층(12a, 12b)에 의해 전자의 흐름을 원활하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 흡입된 유해물질들을 생성된 전자들에 의해 음이온형태로 담체 표면에서 환원시켜 제거한다.

이후, 외부에서 흡입된 공기는 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)와 담체(5a, 5b, 5c)로 형성된 달팽이관 형상의 통로를 이동하면서 공기중에 포함되어 있는 유해물질 및 미생물이 자외선 조사에 따른 OH·라티칼과 직접적인 자외선에 의해 분해되고 살균되어 몸체(1)의 하부에 고정 설치되어 있는 필터(2b)를 통해 마지막으로 정화되어 외부로 배출된다.

이제까지 본 고안에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 고안의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 고안에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 광촉매와 자외선 조사에 따른 OH·라디칼 발생과 직접적인 자외선 효과를 결합시켜 대기중에 포함되어 있는 유해물질을제거함과 동시에 미생물을 살균함으로써 정화효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 활성탄 등과 같은 소모품의 교체 없이 반영구적으로 사용할 수 있도록 함으로써 폐기물의 환경투입에 의한 2차 오염을 방지할 수 있다.

또한, 본 고안의 정화통이 부착된 방독면을 착용하는 경우 정화된 공기를 원활하게 착용자에게 공급함으로써 착용자의 호흡을 용이하게 하며, 신속하게 오염지역을 벗어 날 수 있도록 한다.

Claims

공기를 정화하는 방독면용 정화통에 있어서,

원통형상의 몸체(1)와;

상기 몸체(1)의 상하부에 고정되는 필터(2a, 2b)와;

상기 몸체(1) 내부의 일측면에 각각 고정되는 지지대(3a, 3b)와;

상기 지지대(3a, 3b)의 상측부에 일정 간격으로 고정 설치되는 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)와;

상기 지지대(3a, 3b)의 하측부에 일정 간격으로 램프(4a, 4b, 4c)들 사이에 고정 설치되는 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)와;

상기 다수개의 램프(4a, 4b, 4c)와 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부(6)와;

상기 몸체(1)의 하부에 고정 설치되어 방독면의 일측에 탈착되는 결합부(7)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방독면용 정화통.
제1항에 있어서, 상기 다수개의 담체(5a, 5b, 5c)는 일정간격으로 규칙적으로 배열되어 있는 다수개의 구멍을 형성한 평판(11)과, 상기 평판(11)의 양측면에 도포 되는 제 1금속층(12a, 12b)과, 상기 제 1금속층(12)의 어느 한쪽면에만 도포 되는 제 2금속층(13)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방독면용 정화통.
제 2항에 있어서, 상기 제 1금속층(12a, 12b)은 산화주석 또는 산화철로 형성하고, 상기 제 2금속층(13)은 산화티타늄으로 형성하는 것을 특징으로 하는 방독면용 정화통.